مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تحلیلی اثر پارامترهای مدل‌ GTN ‌بر روی نمودار حد شکل‌دهی ورق های فلزی

نویسندگان
دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
چکیده
منحنی حد شکل‌دهی، نموداری است که مقادیر کرنش‌های اصلی بزرگتر 1 را درمقابل مقادیر کرنش‌های اصلی کوچکتر 2 در لحظه وقوع گلویی موضعی ترسیم می‌نماید. تعیین تجربی منحنی حد شکل‌دهی معمولا فرآیند بسیار وقت‌گیر و پر هزینه‌ای است و نیاز به تجهیزات خاص دارد. از این رو، مدل‌های تحلیلی و عددی زیادی برای تعیین آن توسعه یافته اند. مدل گارسون- تورگارد- نیدلمن (GTN) یک مدل میکرومکانیکی برای پیش بینی و تشریح رفتار شکست نرم می‌باشد. این مدل رفتار رشد و تکامل حفره در ریز ساختار را توسط معادلات فیزیکی تشریح می‌نماید. در این پژوهش روابط و معادلات ساختاری حاکم بر تغییر شکل پلاستیک با استفاده از تابع پتانسیل پلاستیک گارسون و معیار رشد و تکامل حفره GTN جهت پیش بینی پارگی و شکست ورق‌های فلزی استخراج شده است. این روابط به صورت تحلیلی مورد حل قرار گرفتند. منحنی‌های حد شکل‌دهی مربوط به آلیاژهای مورد مطالعه سایر پژوهشگران به صورت تحلیلی با بکارگیری نرم افزار متلب پیش بینی و تعیین گردید. نتایج حاصل از روش تحلیلی با نتایج تجربی و عددی سایر پژوهشگران مقایسه گردیده و مطابقت خوبی را با یکدیگر نشان دادند. در ادامه اثر پارامترهای مدل GTN شامل مقادیر 〖، f〗_0 〖,f〗_C 〖,f〗_N,f_f و همچنین ضریب ناهمسانگردی و نمای کرنش سختی بر روی منحنی حد شکل‌دهی و روند رشد کسر حجمی حفره به روش تحلیلی مورد بحث و بررسی قرار گرفت.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

An Analytical Investigation into the Effect of G‌T‌N Model Parameters on the Forming Limit Diagram of Sheet Metals

نویسندگان English

Mir Emad Hosseini
Seyed Jamal Hosseinipour
Mohammad Bakhshi Jooybari
چکیده English

A Forming Limit Diagram (FLD) is a graph which depicts the major strains versus values of the minor strains at the onset of localized necking. Experimental determination of a FLD is usually very time consuming and requires special equipment. Many analytical and numerical models have been developed to overcome these difficulties. The Gurson- Tvergaard- Needlemann (GTN) damage model is a micromechanical model for ductile fracture. This model describes the damage evolution in the microstructure with physical equations, so that crack initiation due to mechanical loading can be predicted. In this work by using the GTN damage model, a failure criterion based on void evolution was examined. The aim is to derive constitutive equations from Gurson's plastic potential function in order to predict the plastic deformation and failure of sheet metals. These equations have been solved by analytical approach. The Forming Limit Diagrams of some alloys which studied in the literatures have been predicted using MATLAB software. The results of analytical approach have been compared with experimental and numerical results of some other researchers and showed good agreement. The effects of GTN model parameters including 〖 f〗_0 〖,f〗_C 〖,f〗_N,f_f , as well as anisotropy coefficient and strain hardening exponent on the FLD and the growth procedure of void volume fraction have been investigated analytically.

کلیدواژه‌ها English

Forming limit curve
GTN model
Ductile fracture
analytical approach
Sheet metal forming